食品包装机械未来实现“四化”
2014-05-05 11:14:33.0 来源：中国包装网 责编：周艳平
- 摘要：
- 食品和包装机械形成行业已20多年，相对于食品工业，还是一个新行业。目前国内食品包装机械企业组合化和机电一体化生产力较低，多数食品包装机械企业以生产单机为主，生产效率低、能耗高，稳定性和可靠性差，控制技术和自动化技术应用较少。
【CPP114】讯：食品包装机械自动化有利于提高设备的生产率，满足人们日益增长的生活需求，保证食品包装的一致性和安全性。指出要实现食品包装机械自动化，需要考虑包括控制器、传感器、伺服驱动技术、人机交互界面及网络技术等问题；同时从食品包装机械自动化的发展趋势看，要加强对设备的数控化，设备信息的一体化及设备故障诊断的智能化等方面的研究。
食品包装机械具有自己的特点：种类繁多，功能各异，更新快。目前世界上包装机械的品种已达到2000种左右，这还不包括一些辅助机械和包装材料机械、包装容器的加工机械在内。
随着社会产品不断增多，包装材料和包装工艺的变换，包装机构的运动副迅速更新，并向更高的技术水平发展。包装机械机构复杂，要求动作精确，工序多，速度快，影响其结构性能的因素多（如被包装物品的尺寸、形状，包装材料、容器的质量，包装工艺等），对包装机械的设计和制造要求高（如精度、刚度和耐磨性等）。
食品包装机械实现自动控制的必要性
食品和包装机械形成行业已20多年，相对于食品工业，还是一个新行业。目前国内食品包装机械企业组合化和机电一体化生产力较低，多数食品包装机械企业以生产单机为主，生产效率低、能耗高，稳定性和可靠性差，控制技术和自动化技术应用较少。这几年是世界技术发展最快的时期，新技术不断在行业上应用，而国内行业的基础薄弱，技术及科研力量不足，其发展相对滞后，在某种程度上拖了食品和包装工业的后腿。
随着人们生活水平的迅速提高，食品行业的发展空问愈发巨大。为了满足人们日新月异的消费需求，对食品包装机械提出了以下要求：1）食品包装机械的生产效率越高越好。2）食品包装机械具有很高的柔性和灵活性，能有效保证包装机械可根据被包装物品的要求和包装材料的不同，实现包装规格化、标准化，符合集合包装的要求。3）对食品包装机械在工作过程中发牛的故障要迅速排除。4）食品包装机械具有自动识别功能。5）食品包装机械的包装过程要实现绿色包装。6）保证食品生产和包装过程的安全卫生。由此可见，实现食品包装机械的自动化，尤其是实现具有高度柔性的自动包装线，不仅体现了现代生产的发展方向，同时也可以使企业获得巨大的经济效益。
食品包装机械自动化的发展方向：
食品包装机械的数控化
将开发数控机床的成功经验应用到食品包装机械的设计与开发上，采用数字控制，可以应用程序来控制食品包装机械的包装过程和包装动作，提高设备使用的柔性和适应面，有利于提升食品包装机械的设备价值。
食品包装机械的信息一体化
CAD技术在工程领域已得到广泛应用。将CAD技术应用到食品包装机械上，可以大大缩短设备的设计开发周期，在设计过程中可应用人机工程学，充分考虑人操作起来方便与否来进行反复多次的设计；对设计出来的结果应用CAE软件进行性能和结构的优化，使设计满足绿色环保的要求；应用CAPP技术将产品的各个零件尽量标准化，对零件进行编码归类，对每一类零件进行加工工艺规划，存储到加工知识库中；在产品的制造过程中，可应用CAM技术进行零件的加工过程仿真和数控加工代码的生成，实现产品的虚拟制造或应用数控加工技术快速制造设备。食品包装机械设备从市场需求和调研开始，到最后设备的维修和保养整个过程可以统一归纳到CIMS中去。在食品包装机械上采用CAX技术，有利于适应市场快速多变的需求。
食品包装机械监控和故障诊断智能化
为了提高食品包装机械的自动化程度，保证设备的利用率和生产率，有必要建立食品包装机械的故障诊断和监控系统。在广泛收集设备在工作过程中发生的故障现象、故障原因和故障位置的基础上，建立设备的故障诊断专家系统。利用多传感器信息融合的监控系统，对设备进行实时监控。发现问题时，可利用设备故障诊断专家系统，通过智能的正向推理和反向推理相结合，快速帮助用户确定和解决故障。企业利用网络技术也很容易实现远程监控和设备故障诊断、自动排除，减少人工参与，保证食品包装机械生产的产品在生产中没有人为接触和污染，产品质量均匀统一。安全卫生。同时借助现有的商用网络，设备制造商可以很轻松实现异地对生产线的监控、诊断和修改，提高自己的产品在市场上的竞争力。
在“十二五”期间，食品包装机械总产值可望突破4000亿元。目前在食品包装机械快速发展的背后，大量技术含量高的设备是依靠进口。因此，在今后的食品包装机械设计中，应注重提高设备的自动化水平，在设备的机械结构领域中充分应用先进的控制和伺服驱动技术，将数字化技术融入到设备的研发和制造过程中，以实现设备的完全自动化、高效化、节能化、绿色化。
食品包装机械具有自己的特点：种类繁多，功能各异，更新快。目前世界上包装机械的品种已达到2000种左右，这还不包括一些辅助机械和包装材料机械、包装容器的加工机械在内。
随着社会产品不断增多，包装材料和包装工艺的变换，包装机构的运动副迅速更新，并向更高的技术水平发展。包装机械机构复杂，要求动作精确，工序多，速度快，影响其结构性能的因素多（如被包装物品的尺寸、形状，包装材料、容器的质量，包装工艺等），对包装机械的设计和制造要求高（如精度、刚度和耐磨性等）。
食品包装机械实现自动控制的必要性
食品和包装机械形成行业已20多年，相对于食品工业，还是一个新行业。目前国内食品包装机械企业组合化和机电一体化生产力较低，多数食品包装机械企业以生产单机为主，生产效率低、能耗高，稳定性和可靠性差，控制技术和自动化技术应用较少。这几年是世界技术发展最快的时期，新技术不断在行业上应用，而国内行业的基础薄弱，技术及科研力量不足，其发展相对滞后，在某种程度上拖了食品和包装工业的后腿。
随着人们生活水平的迅速提高，食品行业的发展空问愈发巨大。为了满足人们日新月异的消费需求，对食品包装机械提出了以下要求：1）食品包装机械的生产效率越高越好。2）食品包装机械具有很高的柔性和灵活性，能有效保证包装机械可根据被包装物品的要求和包装材料的不同，实现包装规格化、标准化，符合集合包装的要求。3）对食品包装机械在工作过程中发牛的故障要迅速排除。4）食品包装机械具有自动识别功能。5）食品包装机械的包装过程要实现绿色包装。6）保证食品生产和包装过程的安全卫生。由此可见，实现食品包装机械的自动化，尤其是实现具有高度柔性的自动包装线，不仅体现了现代生产的发展方向，同时也可以使企业获得巨大的经济效益。
食品包装机械自动化的发展方向：
食品包装机械的数控化
将开发数控机床的成功经验应用到食品包装机械的设计与开发上，采用数字控制，可以应用程序来控制食品包装机械的包装过程和包装动作，提高设备使用的柔性和适应面，有利于提升食品包装机械的设备价值。
食品包装机械的信息一体化
CAD技术在工程领域已得到广泛应用。将CAD技术应用到食品包装机械上，可以大大缩短设备的设计开发周期，在设计过程中可应用人机工程学，充分考虑人操作起来方便与否来进行反复多次的设计；对设计出来的结果应用CAE软件进行性能和结构的优化，使设计满足绿色环保的要求；应用CAPP技术将产品的各个零件尽量标准化，对零件进行编码归类，对每一类零件进行加工工艺规划，存储到加工知识库中；在产品的制造过程中，可应用CAM技术进行零件的加工过程仿真和数控加工代码的生成，实现产品的虚拟制造或应用数控加工技术快速制造设备。食品包装机械设备从市场需求和调研开始，到最后设备的维修和保养整个过程可以统一归纳到CIMS中去。在食品包装机械上采用CAX技术，有利于适应市场快速多变的需求。
食品包装机械监控和故障诊断智能化
为了提高食品包装机械的自动化程度，保证设备的利用率和生产率，有必要建立食品包装机械的故障诊断和监控系统。在广泛收集设备在工作过程中发生的故障现象、故障原因和故障位置的基础上，建立设备的故障诊断专家系统。利用多传感器信息融合的监控系统，对设备进行实时监控。发现问题时，可利用设备故障诊断专家系统，通过智能的正向推理和反向推理相结合，快速帮助用户确定和解决故障。企业利用网络技术也很容易实现远程监控和设备故障诊断、自动排除，减少人工参与，保证食品包装机械生产的产品在生产中没有人为接触和污染，产品质量均匀统一。安全卫生。同时借助现有的商用网络，设备制造商可以很轻松实现异地对生产线的监控、诊断和修改，提高自己的产品在市场上的竞争力。
在“十二五”期间，食品包装机械总产值可望突破4000亿元。目前在食品包装机械快速发展的背后，大量技术含量高的设备是依靠进口。因此，在今后的食品包装机械设计中，应注重提高设备的自动化水平，在设备的机械结构领域中充分应用先进的控制和伺服驱动技术，将数字化技术融入到设备的研发和制造过程中，以实现设备的完全自动化、高效化、节能化、绿色化。
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